机电产品创新设计Word文档下载推荐.docx

1、小组成员：组长：组员：2.方案提出：在现今日益发展当今社会，到处林立着高楼大厦，而在混凝土结构中， 混凝土的制造工艺和水平，往往直接影响着房屋结构的质量，而在混凝土的 制造中，混凝土搅拌机的性能，起着决定性的作用。一方面，旧式搅拌机在结构设计上有很多不合理之处： 1） 结构型式过于 粗糙，传动支架与上横梁采用灰口铸铁，这种薄壁支架强度低，在复杂的施 工现场极易在碰撞中断裂，没有配件则整机瘫痪。 2） 皮带轮安装在传动支架 内部轴承座与上横梁之间，而上横梁与支撑架为螺栓连接，这种不稳定的支 架结构对设备损害极大，两轴承之间的纵向位移将使轴卡死或损失动力能。 对于常规单铲叶片式搅拌机，在冲击载荷大

2、和单纯双螺带式搅拌装置中易出 现“抱轴”现象，这会会严重影响电动机的工作，甚至出现烧毁电动机的事 故。另一方面，尽管搅拌机的种类繁多，但目前使用最多的是带有一个或两 个固定在垂直轴上的三叶螺旋桨搅拌机。这种螺旋桨搅拌机旋转时，形成沿 搅拌容器的内壁由下向上和中心由上向下的连续翻转液流同时悬浮体还进 行旋转运动。搅拌机运行时，在螺旋桨与搅拌容器的底部之问，构成一个搅 拌强度最小的区域因此，需要较长时间才能达到必要的混合质量，从而浪费 了电能，降低了搅拌机的工作效率。所以在这基础上，我们创新开发了“新型多功能行星轮式搅拌机” ，这种 新式搅拌机主搅拌轴由行星轮带动， 可根据需要选用单个或者多个搅拌

3、轴 （即 加装行星轮），可以达到充分混合物料的目的，而另一个创新之处，在于利用 电动机输出的动能，链接到一个竖直方向上的副搅拌机构，可以最大限度的 减小搅拌低强度区域，最大限度的使物料混合均匀。3.产品概念及原理依据 GBJ107-87 混凝土强度检验评定标准 ，混凝土的标号和强度必须 达到一定要求，这就决定了混凝土搅拌机的结构和混合效果。所以我们为了 使混凝土的搅拌效果更加合理均匀，并且能够符合 GBJ107-87 的要求，在现 有的搅拌机基础上，改进设计了此款新型多功能行星轮式搅拌机。产品的设计理念是基于在充分利用电动机动能的情况下， 使得搅拌效果达 到最大化，并且能够有效的避免“抱轴”现

4、象的出现，而且能够在副搅拌机 构的辅助下，更加充分的将混凝土搅拌均匀。此产品不仅可以很好的利用能 源，而且能将混凝土的生产提高效率，在同等条件和水品下，能够加工质量 更加优良的混凝土。3.1. 产品原理图3.2 零、部件草图（1）V 带：（小带轮工程图） （ 大带轮工程图 ）（ 2）蜗杆传动装置：（蜗杆工程图） （蜗轮工程图）（3）行星轮：4.产品具体参数及结构计算： 一、输入机构：（电动机的选用） 电机频率： 40Hz电机额定电流： 19.2A电机工作电压： 380V电机转速： 2400r/min电机功率： 10.5Kw二、主搅拌机构设计：（ 一） 行星轮设计尺寸：电动机功率Pi=10.5k

5、W,转速ni=2400r/min，载荷平稳单向回转1.根据行星轮系中心轮 1 与行星架 H 的相对转速关系： n1=N=2400r/min 同时 nH=1/4N（ 即 n1=4nH）（n1-n H）/（n 3-n H）=-z 3/z 1令 n 1=4nH, n3=0, zi=30,得 Z3=90。2.根据行星轮同轴条件 mz3/2=mz2+mz1/2由 zi=30,z 3=90 得 Z2=303.根据行星轮系中心轮 1 与行星轮 2 的相对转速关系：（n1-n H）/（n 2-n H）=-z 2/z 1代入 Zi=30,Z2=30,ni=4m得，n2=-2nHnH=600r/min,方向与ni

6、相同n2=1200r/min，方向与ni相反4.模数的确定：（1）选择材料及确定需用应力:1轮用40MnB调质，齿面硬度241286HBShlim1 730MPa ,FE1 600 MPa2轮用40MnB调质，齿面硬度241286HBSH lim2 730MPa ,fe 600MPa23 轮用 ZG35SiMn 齿面硬度 241269HBSH lim3 620MPa ,FE3 510MPa由表 11-5，取 S=1.1 , Sf=1.25 ,（2）按齿面接触强度设计：设齿轮按6级精度制造。取载荷系数K=1.3，齿面系数 d=0.8 , 1齿轮上的转 矩=9.55 X 106X P/n 1=9.

7、55 X 106X 10.5/2400 N m=4.18 X 104n m取 Ze=1882 1.3 4.18 104 2 188 兰 66401=52.5mm暂取 d1=105mm又齿数乙=15,模数 m=d/z 1=105/15=3.5mm齿宽 b= dd1=0.8 X 105mm=84mm取 b1=84mm b2=84mm d1=105mm,d=105mm中心距 a1, 2=d+d2/2=105mm又 Z3=90, m=3.5mm d3=mz=315mm中心距 a2,3= （d2+d3） /2=210mm（3）验算轮齿弯曲强度齿形系数 YFa1=2.6 , Ysa1=1.63YFa2=2

8、.6 ，YSa2=1.63YFa3=2.23 ，YSa3=1.8由式（ 11-5）（T F1= F2 = 2KTYFalYsal/bm Zl=2X 1.3 x 4.18 x 104x 2.6 x 1.63/ （84x 3.52x30） MPa= 14.9MPa t Fi=480MPaF3=T F2YFa3Ysa3/YFa1Ysa1=14.9x2.23x 1.8/2.6 x 1.63MPa = 14.1MPa 1103VP/n x 1.03=110 x 3V 10.6/800 x 1.03mm=26.0mm取 ds=30mm4带轮结构设计带轮材料的选择：v=17.6m/s120故选取腹板式结构及

9、尺寸如下：f=14 =34oha=4e=19.5hf=11b0=15h=11dh=60dr=100大轮：d2=425350故选取轮辐式 结构及尺寸如下： =38oha=4e=19.5hf=11b0=15h=11dh=60dr=375（二）涡轮蜗杆结构设计电动机功率 Pi=10.5kW,转速ni=800r/min，传动比i=25，载荷平稳单向 回转。1、 选择材料并确定其许用应力蜗杆用45钢，表面淬火，硬度为 4555HRC蜗轮用ZCuAI10Fe3,砂模 铸造。（1） 许用接触应力，查表12-4得（T H=200MPa;（2）许用弯曲应力，查表12-6得（T F=80MPa2、 选择蜗杆头数

10、z1 并估计传动效率由 i=25 查表 12-2，去 Z1=2,贝卩 Z2二iz1=25X 2=50;由 z1=2 查表 12-8，估计 0.8。3.确定蜗轮转矩 T24.确定使用系数kA、综合弹性系数ze取 kA=1.1 ；取 zE=150 （钢配锡青铜）5确定接触系数 zP假定 da=0.4,由图 12-11 的 zp=2.86.计算中心距 a7.确定模数m蜗杆头数Z2,蜗杆直径系数q,蜗杆导程角丫，中心距a等参 数由式 12-10 得dQ 0.68a 0.875 =0.68 x 236.730.875 mm=82mm m= （2a-d1） /z 2=（2 x 236.73-82）/50mm=7.8mm 由表 12-1 ，若取 m=8m，mq=10，d1=80mm，由式（ 12-4）a=0.5m （q+Z2）=0.5 x8X（ 10+50） mm=240rnm236.73mm导程角 arctan0.2 11.3099o8.校核弯曲强度（ 1 ）蜗轮齿形系数由当量齿数3 3Zv=Z2/ （ cos ） 3=50/（cos11.3099） 3=53查图 11-8 得 YFa2=2.35（ 3）蜗轮齿根弯曲应力弯曲强度足够圆柱蜗杆传动各几何尺寸：齿顶高，齿根高： ha=m=4mmf=h1.2m=4.8mm蜗杆齿顶圆